Le polystyrène, omniprésent dans les emballages et objets du quotidien, reste un cauchemar écologique : difficile à recycler, il finit souvent incinéré ou enfoui. Une équipe de chercheurs vient de franchir une étape décisive en proposant une méthode hybride, à la croisée de la chimie et de la biotechnologie, pour le transformer en acide adipique – un ingrédient clé du nylon.
Le processus commence par une dépolymérisation chimique du polystyrène en acide benzoïque. Cette transformation s’appuie sur une réaction d’oxydation catalytique optimisée, rendue plus efficace grâce à un solvant innovant : l’acide benzoïque lui-même. Ce choix permet une dissolution homogène du plastique, facilitant sa conversion.
Deuxième étape : l’acide benzoïque est ensuite métabolisé par une bactérie génétiquement modifiée (Pseudomonas putida), qui le transforme en acide muconique. Enfin, une simple hydrogénation catalytique permet d’obtenir de l’acide adipique, composant essentiel du nylon 6,6.
Cette filière complète de recyclage transforme un plastique problématique en un produit à haute valeur ajoutée, avec des émissions de gaz à effet de serre considérablement réduites par rapport à la voie pétrochimique classique. Elle ouvre des perspectives concrètes pour une économie circulaire des plastiques, en combinant innovations catalytiques et savoir-faire biologique.

Upcycling waste polystyrene to adipic acid through a hybrid chemical and biological process – Nature Communications

Oxidative catalytic depolymerization of polystyrene (PS) can produce benzoic acid, but the annual consumption of benzoic acid is ~40 times lower than PS, so benzoic acid should be converted to higher-volume chemicals for the process to be viable. Here, the authors report a hybrid chemical and biological process that uses PS as feedstock for production…

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PolyMetriX propose une bibliothèque Python unifiée qui couvre l’ensemble du flux de travail en chimie des polymères assistée par données, de l’accès aux jeux de données jusqu’à l’entraînement et l’évaluation des modèles. L’innovation clé réside dans une featurisation hiérarchique qui extrait des descripteurs au niveau du polymère complet, de l’ossature et des chaînes latérales, surmontant les limites des empreintes de type Morgan et améliorant la robustesse en extrapolation. La plateforme s’appuie sur un jeu de référence Tg et introduit des stratégies de découpe des données adaptées aux polymères (LOCOCV, splits fondés sur la propriété) qui testent la généralisation dans des scénarios proches de la découverte de matériaux. Conçue avec une API modulaire inspirée de matminer/scikit-learn, elle harmonise l’ingestion de données, la représentation chimique (RDKit, PSMILES) et l’intégration modèle, tout en prenant en charge des systèmes multi-composants (mélanges polymère-molécule) via des comparateurs de descripteurs cohérents. Les résultats indiquent des performances prédictives supérieures et plus stables que les approches usuelles, avec des vecteurs de caractéristiques plus compacts et interprétables. Au-delà de la recherche académique, l’écosystème offre des repères reproductibles pour l’évaluation industrielle (formulation, mise à l’échelle, criblage virtuel) et jette les bases d’une normalisation des pratiques en polymère-informatique. En articulant design de descripteurs, curation de données et protocoles d’évaluation réalistes, PolyMetriX établit un socle communautaire pour accélérer la découverte assistée par IA de polymères à propriétés maîtrisées.

PolyMetriX: an ecosystem for digital polymer chemistry – npj Computational Materials

Digital polymer chemistry leverages computational methods to design and optimize polymer materials. While there have been advances in using machine learning to accelerate the design of polymers, the field is hampered by the lack of standards, which precludes comparability and makes it difficult to build on top of prior work. To address this gap, we…

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La transition vers une économie circulaire des plastiques repose sur le développement de monomères renouvelables capables de donner naissance à des polymères recyclables chimiquement. Dans une revue publiée dans Nature Reviews Chemistry, Gregg Beckham et ses collaborateurs synthétisent les avancées récentes sur la production de lactones biosourcées, briques moléculaires essentielles pour la conception de polyesters circulaires. Les auteurs décrivent les voies catalytiques permettant de convertir des diols, des acides hydroxycarboxyliques et des acides dicarboxyliques issus de la biomasse en lactones, en insistant sur les critères de rendement atomique, d’efficacité énergétique et de scalabilité industrielle. L’analyse thermodynamique des processus guide le choix des conditions opératoires — type de réacteur, phase réactionnelle, rôle des solvants — afin d’optimiser la conversion tout en minimisant les déchets. Deux approches sont distinguées : la conversion directe de substrats biologiques en lactones et les voies indirectes via des intermédiaires chimiques. La revue met également en lumière la complémentarité entre biocatalyse métabolique et chimie de transformation catalytique, montrant que de nombreux précurseurs de lactones peuvent être dérivés de sucres, d’acides gras ou d’intermédiaires de fermentation. En reliant design catalytique, modélisation énergétique et durabilité, cette synthèse établit les fondements scientifiques d’une production circulaire de monomères polymériques issue du carbone renouvelable, ouvrant la voie à une chimie des matériaux affranchie des ressources fossiles.

Production of bio-based lactones as monomers for a circular polymer economy – Nature Reviews Chemistry

Catalytic methods for converting bio-derived feedstocks into lactones are reviewed, emphasizing scalable, energy-efficient processes. Free energy analysis guides process design and pathway selection, whereas literature highlights accessible lactone precursors from various metabolic and chemo-catalytic pathways.

Nature

Une équipe de l’Université de Newcastle, en collaboration avec l’Université de Birmingham, a mis au point un procédé propre et économe en énergie permettant de décomposer le Téflon® (PTFE), polymère réputé pour son inertie chimique et thermique, en composés fluorés réutilisables. Publiée dans le Journal of the American Chemical Society, cette recherche démontre que l’application d’une énergie mécanique — par simple agitation dans un broyeur à billes — suffit, en présence de sodium métallique, à rompre les fortes liaisons carbone-fluor du polymère à température ambiante, sans solvants ni chauffage. Le Téflon® est ainsi converti en fluorure de sodium, matière première non toxique couramment utilisée en dentifrice et dans la synthèse de molécules pharmaceutiques. Grâce à une caractérisation fine par résonance magnétique nucléaire à l’état solide, les chercheurs confirment l’absence de sous-produits, validant l’efficacité et la pureté du recyclat. Ce procédé s’inscrit dans le cadre émergent de la mécan chimie verte, qui substitue l’énergie mécanique à la chaleur ou aux solvants pour initier des réactions propres. En offrant une voie circulaire pour récupérer le fluor à partir de déchets polymériques résistants, cette approche pourrait transformer la gestion des plastiques fluorés, traditionnellement sources de « polluants éternels », en une ressource chimique renouvelable. Elle marque une étape décisive vers une économie du fluor durable, conciliant innovation scientifique et responsabilité environnementale.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1102562

Selon les dernières données publiées par Eurostat, la France se classe parmi les plus mauvais élèves de l’Union européenne en matière de recyclage des emballages plastiques, avec un taux de seulement 25,7 % en 2023. Alors que la moyenne européenne atteint 42,1 %, certains pays comme la Belgique ou la Lettonie dépassent les 59 %. Malgré une légère amélioration globale du recyclage en Europe et une stabilisation des déchets produits, l’Hexagone peine à suivre la dynamique, mettant en lumière un retard structurel dans la mise en œuvre d’une gestion efficace des déchets plastiques. Ce constat relance la question de l’optimisation des filières de tri et de recyclage, au cœur des enjeux scientifiques et technologiques d’une économie circulaire performante.
https://www.usinenouvelle.com/article/la-france-mauvais-eleve-du-recyclage-des-emballages-en-plastique-en-europe.N2240022

Face à la menace croissante des PFAS, ces « polluants éternels » omniprésents et quasi indestructibles, la recherche française s’organise autour du CNRS pour inventer des solutions de dépollution à la fois efficaces et soutenables. Ces composés fluorés, utilisés depuis les années 1950 pour leurs propriétés antiadhésives et hydrofuges, s’accumulent dans l’environnement et les organismes vivants, posant un défi scientifique, énergétique et économique majeur. L’initiative coordonnée par la Direction des relations avec les entreprises (DRE) et la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires (MITI) du CNRS illustre la puissance de la recherche partenariale entre laboratoires, start-up et industriels. Trois approches complémentaires émergent : la modélisation moléculaire prédictive de la deeptech MS4ALL, qui simule les mécanismes de dégradation pour identifier les voies réactionnelles les plus sûres ; la filtration membranaire réactive développée à l’Institut européen des membranes, combinant nanofiltration, électrochimie et sonolyse pour isoler et détruire les PFAS avant réinjection dans le sol ; et la dégradation électrochimique directe portée par la start-up TreeWater, capable de minéraliser totalement ces composés grâce à un procédé breveté d’électro-oxydation. Ces innovations, soutenues par des partenariats structurants avec SUEZ et Veolia, visent à accélérer le passage du laboratoire à l’échelle industrielle. En conjuguant intelligence artificielle, chimie verte et ingénierie de procédés, le CNRS et ses partenaires esquissent une nouvelle ère de dépollution : celle où la lutte contre les PFAS devient un moteur d’innovation scientifique et écologique.

PFAS : quand dépollution rime avec innovation

Omniprésents, persistants, invisibles, les PFAS s’imposent comme l’un des défis environnementaux majeurs de la décennie.

CNRS

Des chercheurs du Department of Materials Engineering de l’Indian Institute of Science (IISc) ont développé un procédé chimique novateur permettant de recycler efficacement le polyamide 66 (PA-66), un polymère couramment utilisé dans les filets de pêche et les pièces automobiles mais réputé difficile à retraiter. Publiée dans le Chemical Engineering Journal, l’étude décrit une réaction de transamidation accélérée dans laquelle un agent réticulant, la mélamine, est introduit dans le polymère fondu en présence d’un catalyseur. Cette réaction, compatible avec les extrudeuses industrielles, se déroule en moins de deux minutes et régénère des chaînes de nylon robustes tout en préservant leurs propriétés mécaniques après plusieurs cycles. L’approche repose sur une stratégie de « déconstruction-reconstruction » moléculaire : les liaisons rompues sont simultanément réparées, formant un matériau renforcé et réutilisable. Le nylon recyclé ainsi obtenu conserve une rigidité adaptée à des applications structurelles telles que bancs publics, séparateurs routiers ou pavés modulaires. L’équipe, dirigée par le Pr Suryasarathi Bose, démontre également la compatibilité du matériau avec l’impression 3D, ouvrant la voie à une production circulaire d’objets techniques et grand public. En alliant cinétique chimique rapide, recyclabilité et revalorisation d’un déchet marin critique, ce procédé illustre le potentiel de la chimie de polymérisation adaptative pour transformer les déchets plastiques en ressources performantes, tout en contribuant à la réduction de la pollution océanique.

https://www.eurekalert.org/news-releases/1102879

Des chercheurs de l’Université du Maine, en collaboration avec l’American Chemical Society, ont mis au point un revêtement biodégradable et comestible à base de champignon capable de rendre divers matériaux imperméables, offrant une alternative naturelle aux films plastiques jetables. Publiée dans Langmuir, l’étude démontre que le mycélium du champignon Trametes versicolor, associé à des nanofibrilles de cellulose issues du bois, forme spontanément une couche dense bloquant l’eau, les huiles et les graisses. En cultivant ce mélange sur du papier, du denim, du feutre polyester ou du bois, les chercheurs ont obtenu, après quelques jours de croissance et de séchage, un film continu d’épaisseur comparable à une peinture, conférant une résistance hydrophobe visible par la formation de gouttelettes sphériques à la surface. Ce revêtement, inoffensif et stable, agit comme une barrière universelle contre les liquides tout en étant intégralement biosourcé et compostable. En combinant la chimie naturelle des polysaccharides fongiques et la nanostructuration de la cellulose, cette approche inaugure une nouvelle génération de matériaux d’emballage et de protection sans polymères synthétiques. Elle illustre la capacité des systèmes biologiques à générer des interfaces fonctionnelles et durables, susceptibles de remplacer les revêtements plastiques utilisés dans les emballages alimentaires et les textiles, réduisant ainsi la dépendance mondiale aux plastiques à usage unique.

https://phys.org/news/2025-10-edible-fungus-paper-fabric-liquid.html